Довольно любопытная книга попалась
Смартфоника. Научные эксперименты со смартфоном
Однозначно, что-то на заметку возьму...
Оглавление:
Предисловие от издательства.......................................................................11
Предисловие...............................................................................................12
Условные обозначения.................................................................................13
Глава 1. Смартфон: мобильная мини-лаборатория..........................................15
1. От мобильного телефона до смартфона......................................................15
2. Смартфон: настоящая мобильная мини-лаборатория!..................................16
3. Смартфоника: сфера применения..............................................................18
3.1. Что такое смартфоника?.........................................................................18
3.2. Социальные аспекты смартфоники..........................................................19
Глава 2. Полезные приложения.....................................................................21
1. Предупреждение: каждое приложение имеет свои особенности
отображения данных.....................................................................................21
2. Приложение Phyphox (Physical Phone Experiments).......................................22
3. Приложение PhysicsToolbox Suite................................................................24
4. Приложение Sensor Kinetics.......................................................................25
5. Какое приложение лучше? Что предпочесть:
Phyphox, Physics ToolBox Suite или Sensor Kinetics?..........................................26
5.1. Какие приложения использовались в работе над этой книгой?...................26
6. Другие интересные приложения.................................................................27
6.1. Приложения для IOS...............................................................................27
6.2. Приложения для Android.........................................................................27
6.3. Приложения для Windows Phone..............................................................28
6.4. Программы для работы на компьютере.....................................................28
Глава 3. Датчики смартфона..........................................................................29
1. Оси смартфона..........................................................................................29
2. Датчики и компоненты смартфона..............................................................30
2.1. Гравитационный акселерометр................................................................30
2.2. Линейный акселерометр..........................................................................35
2.3. Гироскоп................................................................................................36
2.4. Магнитометр...........................................................................................37
2.5. Датчик давления.....................................................................................38
2.6. Датчик приближения ..............................................................................38
2.7. Датчик освещенности .............................................................................38
2.8. Экран смартфона....................................................................................38
2.9. Камера смартфона..................................................................................39
2.10. GPS и теория относительности...............................................................40
2.11. Другие датчики смартфона....................................................................40
Глава 4. Смартфон: многофункциональный
швейцарский нож науки................................................................................43
1. Измеряем угол с помощью смартфона и…
вспоминаем тригонометрию...........................................................................43
1.1. Самое простое (но наименее интересное с научной точки зрения)
решение – использовать приложение.............................................................44
1.2. Наклон по вертикали..............................................................................45
1.3. Наклон по горизонтали...........................................................................47
1.4. Усложним задачу: наклон по горизонтали и вертикали..............................49
1.5. Наклон в горизонтальной плоскости........................................................50
2. Измеряем расстояние с помощью смартфона и без рулетки..........................52
2.1. Способ №1: используем приложения.......................................................52
2.2. Измерить расстояние – значит измерить угол...........................................53
2.3. Измеряем высоту объекта с помощью смартфона......................................53
2.4. Измеряем расстояние по горизонтали......................................................53
2.5. Измеряем расстояние с помощью приложения Google Maps.......................54
3. Измеряем видимый угловой размер объекта с помощью камеры
смартфона...................................................................................................55
3.1. Определение видимого углового размера объекта....................................55
3.2. Измеряем видимый угловой размер
с помощью смартфона..................................................................................56
4. Измеряем смартфоном скорость, в том числе угловую.................................57
4.1. Как измерить скорость...........................................................................57
Глава 5. Эксперименты со смартфоном в области механики............................59
1. Свободное падение смартфона, или
Как измерить массу Земли, бросив смартфон................................................59
1.1. Описание эксперимента........................................................................60
1.2. Свободное падение: теоретический обзор..............................................61
1.3. Анализ результатов эксперимента свободного падения...........................63
1.4. Оценка массы Земли с помощью смартфона............................................63
1.5. Обсуждение.........................................................................................64
2. Скольжение по наклонной опоре,
или Как определить коэффициент статического трения................................ 66
2.1. Описание эксперимента........................................................................67
2.2. Краткий теоретический обзор механики наклонной плоскости.................67
2.3. Анализ результатов эксперимента скольжения смартфона
на наклонной плоскости..............................................................................69
2.4. Измеряем динамический коэффициент трения........................................70
3. Определяем с помощью смартфона коэффициент
динамического трения поверхности стола.....................................................71
3.1. Описание эксперимента........................................................................72
3.2. Механика скольжения..........................................................................73
3.3. Анализ результатов эксперимента скольжения смартфона.......................74
3.4. Усложняем эксперимент.......................................................................75
4. Вращение смартфона и центробежная сила,
или Как определить место расположения акселерометра
в смартфоне...............................................................................................76
4.1. Описание эксперимента........................................................................77
4.2. Сложение ускорений и центробежная сила: теоретический обзор............78
4.3. Анализ результатов эксперимента с вращающимся смартфоном...............80
4.4. Определяем местоположение акселерометра в смартфоне.......................81
5. Маятник, или Как рассчитать радиус Земли на основании
колебаний маятника...................................................................................83
5.1. Описание эксперимента.......................................................................84
5.2. Маятник: теоретический обзор.............................................................84
5.3. Анализ результатов эксперимента .......................................................88
5.4. Обсуждения.......................................................................................90
6. Проверка закона сохранения механической энергии
на примере анализа траектории движения..................................................93
6.1. Описание эксперимента......................................................................94
6.2. Форма траектории движения мяча: обзор.............................................94
6.3. Теперь о сохранении энергии..............................................................96
6.4. Анализ результатов эксперимента по бросанию мяча............................97
6.5. Усложняем эксперимент......................................................................97
6.6. Приложение VidAnalysis: краткое руководство по использованию.......... 98
7. Подвешиваем смартфон на резинку,
или Как сделать весы................................................................................99
7.1. Описание эксперимента......................................................................100
7.2. Колебание пружины: теоретический обзор...........................................100
7.3. Анализ эксперимента с пружиной........................................................102
7.4. Усложняем задачу..............................................................................102
Глава 6. Акустические эксперименты со смартфоном...................................105
1. Хлопаем в ладоши и двумя смартфонами измеряем скорость звука...........105
1.1. Описание эксперимента......................................................................106
1.2. Анализ результатов эксперимента........................................................107
1.3. Усложняем эксперимент.......................................................................107
2. Анализ звука музыкального инструмента.................................................108
2.1. Описание эксперимента.......................................................................108
2.2. Краткие сведения о связи между волнами и спектрами...........................109
2.3. Анализ результатов акустического эксперимента...................................110
2.4. Усложняем эксперимент.......................................................................112
3. Анализ акустического резонанса гитары..................................................114
3.1. Описание эксперимента.......................................................................115
3.2. Анализ резонанса струны.....................................................................115
3.3. Анализ результатов эксперимента........................................................117
4. Спортивный эксперимент по измерению
скорости звука посредством эффекта Доплера. ..........................................118
4.1. Описание эксперимента......................................................................119
4.2. Объяснение эффекта Доплера.............................................................120
4.3. Анализ результатов эксперимента по определению
доплеровского смещения частоты...............................................................121
4.4. Усложняем эксперимент.......................................................................121
5. Дуем в бутылку из-под вина Бордо и измеряем скорость звука..................122
5.1. Описание эксперимента......................................................................123
5.2. Суть явления резонанса.....................................................................123
5.3. Анализ результатов эксперимента по определению
резонансной частоты бутылки...................................................................125
6. Зависимость громкости звука от расстояния до его источника.
Нужно ли сидеть в первом ряду, чтобы хорошо слышать?............................127
6.1. Описание эксперимента......................................................................128
6.2. Понятие интенсивности звука..............................................................128
6.3. Анализ результатов эксперимента........................................................129
Глава 7. Оптические эксперименты со смартфоном......................................131
1. Наблюдение инфракрасного излучения с помощью смартфона..................131
1.1. Описание эксперимента......................................................................132
1.2. Датчики камеры смартфона.................................................................132
1.3. Анализ эксперимента по визуализации
инфракрасного излучения.........................................................................134
1.4. Усложняем эксперимент......................................................................134
2. Измеряем фокусное расстояние и проверяем
геометрическую оптику камеры смартфона.................................................135
2.1. Как работает камера смартфона. Геометрическая оптика:
краткий обзор..........................................................................................136
2.2. Описание эксперимента......................................................................142
2.3. Анализ результатов эксперимента.......................................................143
3. Превращаем смартфон в микроскоп и измеряем толщину волоса..............144
3.1. Принцип работы микроскопа...............................................................145
3.2. Повышаем увеличение камеры смартфона методом
объединения двух линз.............................................................................146
3.3. Капля воды в качестве короткофокусного объектива............................147
3.4. Превращаем смартфон в микроскоп.....................................................148
3.5. Калибровка микроскопа......................................................................148
3.6. Измеряем смартфоном толщину волоса ...............................................149
4. Зависимость степени освещенности от расстояния
до источника света...................................................................................151
4.1. Описание эксперимента......................................................................152
4.2. Физические характеристики света.......................................................153
4.3. Анализ результатов эксперимента.......................................................155
4.4. Усложняем эксперимент......................................................................155
5. Проверка закона Малюса с помощью смартфона и 3D-очков.....................157
5.1. Закон Малюса....................................................................................157
5.2. Описание эксперимента......................................................................157
Глава 8. К новым открытиям......................................................................161
1. Определяем плотность воздуха и проверяем закон
статики жидкостей....................................................................................161
1.1. Описание эксперимента......................................................................162
1.2. Понятие давления и закон статики жидкостей.......................................162
1.3. Анализ результатов эксперимента по зависимости
давления от высоты...................................................................................164
1.4. Усложняем эксперимент.......................................................................165
2. Измерение поверхностного натяжения и зондирование
микроскопических взаимодействий жидкости..............................................167
2.1. Описание эксперимента......................................................................168
2.2. Измерение поверхностного натяжения в висящей капле........................168
2.3. Анализ результатов............................................................................170
3. Наблюдаем клетки растений и пиксели с помощью смартфона..................171
3.1. Рассматриваем пиксели экрана с помощью смартфона...........................171
3.2. Наблюдаем клетки с помощью смартфона.............................................172
4. Поглощение света и закон Бера–Ламберта..............................................173
4.1. Описание эксперимента......................................................................174
4.2. Закон Бера–Ламберта.........................................................................174
4.3. Анализ результатов эксперимента.......................................................176
5. Поиск планет за пределами Солнечной системы......................................178
5.1. Эксперимент......................................................................................178
5.2. Анализ результатов эксперимента.......................................................179
Выводы....................................................................................................181
Ссылки.....................................................................................................183
Предметный указатель...............................................................................185
